崔景軍,何嬌君,李 晶,杜元灝
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 300193;2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,天津 300193)
腦血管疾病是威脅人類健康的一大難題,隨著科學(xué)的進(jìn)步和臨床醫(yī)療水平的提高,腦血管疾病基礎(chǔ)與臨床研究不斷向更高端更深入的層次發(fā)展,對(duì)于以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究,穩(wěn)定、可靠的動(dòng)物模型制備和準(zhǔn)確的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的前提。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分法、多普勒經(jīng)顱血流測(cè)量法和 2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法相互驗(yàn)證,探討大鼠大腦中動(dòng)脈梗死(MCAO)模型成功的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選擇。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組 5~6周齡Wistar雄性大鼠60只,體質(zhì)量190~200 g,中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為1、2、3、6、9、12、15、18、21、24h10 個(gè)時(shí)相組,每組 6只。
1.2 儀器與試劑 激光多普勒血流儀(MoorInstruments,DRT-4),牙科鉆,小動(dòng)物腦立體定位儀,恒流泵(滬西 BT-100),孵育箱,數(shù)碼照相機(jī)(Canon IXUS130),10%水合氯醛溶液,TTC(Amresco原裝進(jìn)口),10%甲醛溶液。
1.3 術(shù)前準(zhǔn)備 線栓為直徑0.20 mm魚(yú)線,緊繞在載玻片上,置于孵育箱80℃,1 h。切割后砂紙上打磨,顯微鏡下觀察斷端圓鈍,包被石蠟成水滴狀,浸漬多聚賴氨酸,游標(biāo)卡尺測(cè)量并標(biāo)記刻度,分別為18、20、22 mm。
10%水合氯醛,3.5 mL/kg,大鼠腹腔注射,麻醉,俯臥位固定,手術(shù)常規(guī)操作,沿頭皮正中縱向2 cm切口,分離皮下組織,剝離骨膜,暴露冠狀縫及矢狀縫,以冠狀縫與矢狀縫結(jié)合點(diǎn)為原點(diǎn),冠狀縫向后4 mm,矢狀縫旁開(kāi)3 mm,定位后用牙科鉆將顱骨磨薄,作為多普勒激光探頭測(cè)量位點(diǎn),測(cè)量并記錄造模前雙側(cè)局部腦血流量基值。
1.4 MCAO模型制備 參照Koizumi線栓法[1],大鼠仰臥位固定,手術(shù)常規(guī)操作,頸正中切口,分離右側(cè)頸總動(dòng)脈(CCA)、頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)及頸外動(dòng)脈(ECA)分別掛線,動(dòng)脈夾暫時(shí)夾閉CCA和ECA,用眼科剪在CCA距分叉近心端3 mm處剪45°切口,插入線栓約18 mm,手感到阻力時(shí)停止。結(jié)扎CCA、ECA,固定線栓、縫合,測(cè)量造模后雙重局部腦血流量。
1.5 灌注、取材、TTC染色[2]經(jīng)3人分別盲法對(duì)大鼠進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)評(píng)估并擬定評(píng)分后,大鼠10%水合氯醛腹腔深度麻醉(3.5 mL/kg),迅速開(kāi)胸、開(kāi)腹暴露心臟、腹主動(dòng)脈,左心室穿刺插管作為灌注液流入口,剪開(kāi)右心耳作為灌注液流出口,夾閉胸腹主動(dòng)脈,5 min內(nèi)經(jīng)左心室快速灌注37℃生理鹽水l00 mL沖洗。迅速斷頭取腦,取大鼠視交叉后的腦組織,置-20℃冰凍20 min,至半硬狀態(tài)。自額葉由前向后作冠狀切片(厚2 mm)5等份,腦片放入2%TTC染液中,37℃避光染色20min,每隔5min翻動(dòng)1次。濾除TTC染液,置于10%甲醛溶液中固定保存。
2.1 Longa 5分制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 0分:無(wú)神經(jīng)功能缺失癥狀。1分:輕度局灶性神經(jīng)功能缺失(不能完全伸展右側(cè)前肢,左側(cè)Horner’s征陽(yáng)性)。2分:中度局灶性神經(jīng)功能缺失(提尾懸空時(shí)右前肢屈曲、內(nèi)收,行走時(shí)向右側(cè)轉(zhuǎn)圈)。3分:重度局灶性神經(jīng)功能缺失(站立不穩(wěn),向右側(cè)傾倒)。4分:不能自發(fā)行走,意識(shí)水平降低[3]。評(píng)分在1~3分為造模成功。
2.2 激光多普勒腦血流測(cè)量納入排除標(biāo)準(zhǔn) 成功模型:大鼠術(shù)后即刻局部腦血流量下降至同側(cè)梗死前測(cè)定值的35%以下。以下3種情況為失敗模型:ⅰ)MCAO后即刻同側(cè)腦皮質(zhì)血流量下降,但高于梗死前測(cè)定值的35%。ⅱ)MCAO后即刻對(duì)側(cè)腦血流量出現(xiàn)急劇下降,提示蛛網(wǎng)膜下腔出血。ⅲ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取腦時(shí)見(jiàn)有頸內(nèi)動(dòng)脈分叉部出血的。
神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分見(jiàn)表1。0分3只,TTC染色陽(yáng)性1只。1分14只,TTC染色陽(yáng)性9只。2分35只,TTC陽(yáng)性34只,其中取腦時(shí)見(jiàn)有頸內(nèi)動(dòng)脈分叉處出血6只。3分5只,TTC染色陽(yáng)性5只,其中1只取腦時(shí)見(jiàn)有頸內(nèi)動(dòng)脈分叉處出血。4分1只,TTC染色陽(yáng)性,取腦時(shí)見(jiàn)蛛網(wǎng)膜下腔出血。
表1 神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分、激光多普勒腦血流測(cè)量、TTC染色結(jié)果Tab.1 Results of neuroethology scores,Laser Doppler cerebral blood flow measurement,TTC staining
60只大鼠,麻醉后死亡1只,造模后死亡1只,其余58只MCAO大鼠,經(jīng)解剖和TTC染色驗(yàn)證,神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分法對(duì)44只MCAO大鼠模型判讀準(zhǔn)確,準(zhǔn)確率為75.86%,結(jié)合解剖結(jié)果,準(zhǔn)確率為86.21%。多普勒腦血流量檢測(cè)法對(duì)51只模型MCAO大鼠模型判讀準(zhǔn)確,準(zhǔn)確率為87.93%。結(jié)合解剖結(jié)果,準(zhǔn)確率為100%。
大腦中動(dòng)脈供血范圍的腦缺血是臨床最常見(jiàn)的腦缺血類型,大鼠線栓法MCAO模型制備不開(kāi)顱、對(duì)動(dòng)物生理功能影響小、梗死效果確切、重復(fù)性好、能準(zhǔn)確控制缺血及再灌注時(shí)間,成為目前研究大鼠MCAO腦缺血的最廣泛方法。本課題組采用本法進(jìn)行了多項(xiàng)研究[4-5]。但因大鼠個(gè)體差異、線栓插入深度均會(huì)明顯影響模型的成功率,因此,適宜的模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性極其重要。
本實(shí)驗(yàn)麻醉采用10%水合氯醛300~350 mg腹腔注射,麻醉起效時(shí)間3~5 min,麻醉維持時(shí)間30~70 min。采用Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)分,尤其是對(duì)于腦梗死超急性期模型行為學(xué)觀察的判斷,可能會(huì)受大鼠的個(gè)體差異影響麻醉的蘇醒狀態(tài),使準(zhǔn)確率降低。TTC是呼吸鏈中吡啶—核苷結(jié)構(gòu)酶系統(tǒng)的質(zhì)子受體,與正常組織中的脫氫酶反應(yīng)而呈紅色,而缺血組織內(nèi)脫氫酶活性下降,不能反應(yīng),故不會(huì)產(chǎn)生變化呈蒼白,1958年開(kāi)始用TTC染色檢測(cè)哺乳動(dòng)物組織的缺血梗死[6]。TTC的不著色表明細(xì)胞進(jìn)入膜衰竭即不可逆階段,能反映腦組織中梗死灶的具體情況[7]。研究表明,在永久閉塞非灌流性大腦中動(dòng)脈缺血模型上,腦血流的阻斷可能呈漸進(jìn)性過(guò)程,梗死體積將隨時(shí)間而增大[8]。TTC染色法在8 h以后大鼠腦梗死模型腦梗死組織的計(jì)算標(biāo)記與體積測(cè)量中,得到了普遍應(yīng)用[9]。但超早期大腦中動(dòng)脈梗阻后,半暗帶的神經(jīng)細(xì)胞尚未處于膜衰竭期[10],不同區(qū)域的腦組織對(duì)缺血的敏感性可影響梗死灶出現(xiàn)的最早時(shí)間點(diǎn),從而影響TTC染色對(duì)超早期的大腦中動(dòng)脈梗死模型判讀的準(zhǔn)確性。另外,已經(jīng)進(jìn)行TTC染色的腦組織,會(huì)影響進(jìn)一步檢測(cè)基因和蛋白的表達(dá)變化結(jié)果,不適用于后續(xù)有對(duì)腦組織生物活性要求較高的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。
本研究結(jié)果顯示,激光多普勒血流測(cè)量法對(duì)大腦中動(dòng)脈梗死模型是否成功的判斷具有良好的敏感性和準(zhǔn)確性,尤其適用于超急性期大腦中動(dòng)脈梗死模型選用。選擇適合的腦梗死模型納入排除標(biāo)準(zhǔn),才能在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中更真實(shí)的再現(xiàn)大鼠腦缺血生理病理變化,更如實(shí)反映指標(biāo)數(shù)據(jù),增強(qiáng)可信度,才能使筆者在腦缺血?jiǎng)游锬P突A(chǔ)上所得到的研究結(jié)論達(dá)到真正意義上的嚴(yán)謹(jǐn)和可信。
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